Разделы сайта
Выбор редакции:
- Гадание в новый год для привлечения денег Как правильно гадать на новый год
- К чему снится клещ впившийся в ногу
- Гадание на воске: значение фигур и толкование
- Тату мотыль. Татуировка мотылек. Общее значение татуировки
- Что подарить ребёнку на Новый год
- Как празднуют день святого Патрика: традиции и атрибуты День святого патрика что
- Как научиться мыслить лучше Я не умею быстро соображать
- Эти признаки помогут распознать маньяка Существует три способа достижения абсолютной власти
- Как спастись от жары в городской квартире
- Слова благодарности для учителей: что написать в открытке любимому педагогу?
Реклама
Основы геологии нефти и газа. основы разработки нефтяных и газовых месторождений |
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет очного обучения института Нефти, газа и энергетики. Кафедра Нефтегазового промысла КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ По дисциплине: « Геология нефти и газа » для студентов всех форм обучения специальностей: 130501 Проектирование, сооружение и эксплуатация нефтегазопроводов и нефтегазохранилищ; 130503 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений; 130504 Бурение нефтяных и газовых скважин. бакалавров по направлению 131000 «Нефтегазовое дело» Составитель: старший преподаватель Шостак А.В. КРАСНОДАР 2012 ЛЕКЦИЯ 1- ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………… 3 ЛЕКЦИЯ 2- ПРИРОДНЫЕ ГОРЮЧИЕ ИСКОПАЕМЫЕ………………………………….. 12 ЛЕКЦИЯ 3- ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ЛИТОГЕНЕЗЕ……………… ………………….19 ЛЕКЦИЯ 4 - СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И ГАЗА…. 25 ЛЕКЦИЯ 5 - ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ СОСТАВА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕФТИ И ГАЗА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ…………………………………………………………………….. 45 ЛЕКЦИЯ 6 - ПРОБЛЕМЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА………………………. 56 ЛЕКЦИЯ 7 - МИГРАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ……………………………………………… 62 ЛЕКЦИЯ 8 - ФОРМИРОВАНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ………………………………………………… 75 ЛЕКЦИЯ 9 - ЗОНАЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕОБРАЗОВАНИЯ…………………. 81 ЛЕКЦИЯ 10- ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ СКОПЛЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА В ЗЕМНОЙ КОРЕ…………………………………………101 ЛЕКЦИЯ 11 - МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА И ИХ ОСНОВНЫЕ КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ…………………………………………………….108 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………….112 Лекция 1 введениеСреди важнейших видов промышленной продукции одно из главных мест занимают нефть, газ и продукты их переработки. До начала XVIII в. нефть, в основном, добывали из копанок, которые обсаживали плетнем. По мере накопления нефть вычерпывали и в кожаных мешках вывозили потребителям. Колодцы крепились деревянным срубом, окончательный диаметр обсаженного колодца составлял обычно от 0,6 до 0,9 м с некоторым увеличением книзу для улучшения притока нефти к его забойной части. Подъем нефти из колодца производился при помощи ручного ворота (позднее конного привода) и веревки, к которой привязывался бурдюк (ведро из кожи). К 70-м годам XIX в. основная часть нефти в России и в мире добывается из нефтяных скважин. Так, в 1878 г. в Баку их насчитывается 301, дебит которых во много раз превосходит дебит из колодцев. Нефть из скважин добывали желонкой - металлическим сосудом (труба) высотой до 6 м, в дно которого вмонтирован обратный клапан, открывающийся при погружении желонки в жидкость и закрывающийся при ее движении вверх. Подъем желонки (тартание) велся вручную, затем на конной тяге (начало 70-х годов XIX в.) и с помощью паровой машины (80-е годы). Первые глубинные насосы были применены в Баку в 1876 г., а первый глубинный штанговый насос – в Грозном в 1895 г. Однако тартальный способ длительное время оставался главным. Например, в 1913 г. в России 95% нефти добыто желонированием. Целью изучения дисциплины «Геология нефти и газа является» создание базы понятий и определений, образующих фундаментальную науку - основами знаний о свойствах и составе углеводородов, их классификации, о происхождении углеводородов, о процессах формирования и закономерностях размещения месторождений нефти и газа. Геология нефти и газа – отрасль геологии, изучающая условия образования, размещения и миграции нефти и газа в литосфере. Становлении Геологии нефти и газа как науки произошло в начале ХХ века. Ее основоположником является Губкин Иван Михайлович. ГеологияКонспект лекций Типы нефтегазоносных провинций, областей и зон нефтегазонакопления. Провинция Нефтегазовая область Зона нефтегазонакопления Понятие «порода-коллектор». Типы пустотного пространства. Общие закономерности распределения скоплений нефти и газа в земной коре. Нефтегазогеологическое районирование территории. Понятие «порода-покрышка» и классификация флюидоупоров по площади распространения. Миграция, дифференциация аккумуляция углеводородов. Химический состав и физические свойства газов. Химический состав и физические свойства нефти. Терригенные коллекторы. Соляные и сульфатные покрышки. Виды проницаемости и методы ее определения. Первичная и вторичная пористости. Неорганическая и органическая теории происхождения нефти и газа. Элементы залежи (на примере пластовой сводовой). Виды пористости. Глинистые и карбонатные флюидоупоры Изменение коллекторских свойств с глубиной. Классификация пород-коллекторов. Природный резервуар. Типы природных резервуаров От каких факторов зависят коллекторские свойства пород. Понятие «ловушка для нефти и газа». Виды ловушек по происхождению. Понятие «залежь» и местоскопление нефти и газа. Классификация залежей Миграция нефти и газа. Виды миграции. Факторы, вызывающие миграцию углеводородов. Разрушение залежей углеводородов. Дифференциальное улавливание нефти и газа. Классификация флюидоупоров по литологическому составу. Стадии преобразования органического вещества в углеводородов. Тимано-Печопская провинция. Характеристика основных месторождений. Провинция – это единая геологическая провинция, объединяющая смежные нефтегазовые области со сходными чертами в геологии, в том числе стратиграфическим основных отложений в разрезе (нефтегазоносные комплексы). По стратиграфическому возрасту продуктивных отложений нефтегазоносные провинции подразделяются на провинции палеозойского, мезозойского и кайнозойского нефтегазонакопления. ^ Нефтегазовая область ^ Зона нефтегазонакопления В зависимости от генетического типа составляющих ловушек зоны нефтегазонакопления подразделяются на структурные, литологические, стратиграфические и рифогенные. Нефтегазоносные провинции, области и зоны нефтегазонакопления относятся к региональным
, а местоскопления – к локальным
скоплениям нефти и газа. коллекторами. терригенные карбонатные гранулярные или поровые трещинные (любые горные породы) и каверновые (только карбонатные породы). Хорошими коллекторами являются пески, песчаники, кавернозные и трещиноватые известняки и доломиты. Различают следующие виды пустот:
4. Общие закономерности распределения скоплений нефти и газа в земной коре.
5. Нефтегазогеологическое районирование территории. Бакиров разработал классификацию для региональных нефтегазоносных территорий. В основу этой классификации положен тектонический принцип: платформы, складчатые области, переходные области. Основным элементом районирования является провинция. Провинция – это единая геологическая провинция, объединяющая смежные нефтегазовые области со сходными чертами в геологии, в том числе стратиграфическим положением основных отложений в разрезе (нефтегазоносные комплексы). Провинции, относящиеся к платформам: Волго-Уральская, Тимано-Печорская. Прикаспийская, Ангаро-Ленская, Западно-Сибирская. Провинции, относящиеся к складчатым областям: Закавказская, Тянь-Шань-Памирская, Дальневосточная, Западно-Туркменская. Провинции, относящиеся к переходным областям: Предкарпатская, Предкавказкая, Предуральская, Предверхоянская. Каждая провинция состоит из нескольких нефтегазоносных областей. ^ Нефтегазовая область – территория, приуроченная к одному из крупных геоструктурных элементов, характеризующаяся общностью геологической истории развития, включающая в себя ряд зон нефтегазонакопления. ^
Зона нефтегазонакопления
– ассоциация смежных, сходных по геологическому строению месторождений с общими условиями формирования. покрышками (флюидоупорами). По площади распространения выделяют следующие типы флюидоупоров:
^ 7. Миграция, дифференциация аккумуляция у/в. Миграция – это перемещение в осадочной оболочке. Путями миграции служат поры, трещины, каверны, а также поверхности наслоений, поверхности разрывных нарушений. Нефть и газ при миграции в свободной фазе перемещаются в пласте-коллекторе и в первой же ловушке, встреченной ими, будет происходить их аккумуляция , и в результате образуется залежь. Если же нефти и газа достаточно для заполнения целого ряда ловушек, лежащих на пути их миграции. То первая заполняется только газом, вторая – может нефтью и газом, третья – лишь нефтью. В этом случае происходит так называемая дифференциация
нефти и газа. Природные газы – это смесь различных газов. Наиболее распространены – CH4, N2, CO2. Классификация природных газов по Соколову В.А.:
Свободные газы содержатся в порах горных пород, встречаются в рассеянном виде и в виде скоплений. Сорбированный газ удерживается на поверхности частиц породы (адсорбция), либо пронизывает всю массу этих частиц (абсорбция). В группу растворенных газов входят газы жидких растворов. Они распространены в водных растворах и в нефтях. Свойства газа:
9. Химический состав и физические свойства нефти. Темно-коричневая, почти черная вязкая жидкость, жирная на ощупь, состоящая из у/в соединений. ^ Хим. Состав . С-83-87%. Н-11-14%. S, N, O-всегда присутствуют в нефти, их 1-3%. Всего в нефти выделено около 500 соединений:
^ Физ. Свойства .
Величина, обратная вязкости – текучесть (чем больше температура, тем больше текучесть).
10. Терригенные коллекторы. Образуются в результате механического разрушения ранее существовавших горных пород. Самые распространенные: пески, песчаники, гравелиты, когломераты, брекчии, алевролиты. Крупные обломки накапливаются вблизи разрушающихся горных пород, а мелкие – дальше. Основная масса терригенных коллекторов характеризуется межзерновым (поровым) пространством – это межзерновые или гранулярные коллекторы. Однако среди терригенных коллекторов встречаются и коллекторы со смешанным характером пустотного пространства. Выделяются трещинно-поровые и даже кавернозно-поровые разности. ^ 11. Соляные и сульфатные покрышки. К соляным и сульфатным породам относятся гипсы, ангидриты, каменная соль. Это породы светлых тонов кристаллической структуры, плотные, крепкие. Образовались в результате выпадения солей из неглубоких водоемов, сообщающихся с морем. Самой лучшей и распространенной соляной покрышкой является каменная соль. Проницаемость – способность породы пропускать сквозь себя жидкость или газ при наличии перепада давления. За единицу проницаемости в 1 Дарси принимается такая проницаемость, при которой через поперечное сечение в 1 см2 при перепаде давления в 1 атм. за 1 сек. проходит 1 см3 флюида с вязкостью 1 сантиПуаз. Очень часто породы, обладая большой пористостью. Практически лишены проницаемости, например глины (пористость – 40-50%, проницаемость – 0). Виды проницаемости:
При одном и том же содержании цементирующего вещества в породе резкое падение проницаемости наблюдается у пород с большой плотностью, плохой отсортированностью и окатанностью зерен или обломков. Также коллекторы характеризуются разной величиной проницаемости вдоль напластования и перпендикулярно к нему. Пористость и проницаемость могут быть практически определены:
13. Первичная и вторичная пористости. Пористость ^ Первичная пористость – это когда поры между частицами породы образуются одновременно с породой. К ним относятся поры между зернами пород, обусловленные текстурными особенностями этих пород. ^
Вторичная пористость
возникает после формирования породы в результате циркуляции подземных вод, под влиянием химических процессов, в результате выветривания, в результате тектонических движений. Основные позиции неорганической теории Имеет небольшое количество сторонников. Основные положения были намечены Менделеевым.
Имеет большое количество сторонников. Основные положения были намечены Ломоносовым. Опубликованы Губкиным в книге «Учение о нефти».
Белки – C, H, N, S, O, P. При анаэробных условиях белки легко разрушаются с образованием жирных и аминокислот. Многие ученые рассматривают белки в качестве исходного материала для образования нефти. Углеводы. Обнаружение в нефти хлорофилла и его производных дает основание полагать участие в образовании нефти растительного материала. Газ, нефть и вода располагается в ловушке в соответствии с их плотностью. Газ, как наиболее легкий, находится в кровельной части природного резервуара под покрышкой. Ниже поровое пространство заполняется нефтью. А еще ниже – водой. Газовая шапка, нефтяная часть залежи, газо- и водонефтяной контакт. Пористость – это объем пустотного пространства в породе-коллекторе, зависит от текстурно-структурных особенностей породы. В коллекторах, состоящих из обломочных пород, пористость зависит от размера, формы, сортированности области материала, системы укладки этого материала, а также состава, количества и характера распределения цементирующих веществ. Различают пористость общую и открытую.
Коэффициент открытой пористости
– это отношение объема сообщающихся пор к объему горной породы. выраженное в процентах. Глинистые покрышки состоят из частиц размером менее 0.01 мм. В их составе кроме обломочного материала также присутствуют глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др.). Это продукт химического разложения магматических пород. Они выносятся водами. Коэффициент пористости глин достигает 50%. .Однако, глины выполняют роль покрышек, т.к. они практически непроницаемы, потому что тончайшие поры в глинах не сообщаются между собой. Различают аргиллитовые, пеллитовые и др. глинистые покрышки. Карбонатные покрышки образовались в результате выпадения солей из водных растворов в неглубоких водоемах, сообщающихся с морем. К ним относятся известняки различного происхождения, доломиты без признаков свободного пространства в них. Они часто глинистые, плотные, нередко окремнелые. С увеличением глубины залегания пород под влиянием геостатического давления увеличивается их плотность, а следовательно пористость уменьшается и ухудшаются емкостно-фильтрационные свойства. Это относится преимущественно к гранулярным коллекторам (пески, песчаники, алевролиты). Улучшение коллекторских свойств с глубиной наблюдается у карбонатных и других сильноуплотненных хрупких пород, подверженных растрескиванию под влиянием тектонических и других процессов. В терригенных горных породах – коллекторах вторичная пористость на больших глубинах при высоких температурах возникает в результате выщелачивания и растворения карбонатного или карбонатно-глинистого цемента под воздействием агрессивных горячих вод, насыщенных углекислотой. Горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их при разработке, называются коллекторами. Абсолютное большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение. Коллекторами нефти и газа являются как терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы), так и карбонатные (известняки, мел, доломиты) породы. Все коллекторы по характеру пустот подразделяют на три типа: гранулярные или поровые (только обломочные горные породы), тре-щинные (любые горные породы) и каверновые (только карбонатные породы). Выделяют 3 больших группы коллекторов: равномернопроницаемые, неравномернопроницаемые, трещиноватые. Выделяются 5 классов коллекторов по величине открытой пористости:
По характеру и природе порового пространства коллекторы делятся на 2 большие группы:
^ 20. Природный резервуар. Типы природных резервуаров . Природный резервуар – естественное вместилище для нефти и газа, внутри которого возможна циркуляция флюидов. Форма (морфология) природного резервуара определяется соотношением в разрезе и по площади пород-коллекторов с вмещающими в них слабопроницаемыми породами. Различают 3 типа природных резервуаров:
^ 21. От каких факторов зависят коллекторские свойства пород. Горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их при разработке, называются коллекторами. Абсолютное большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение. Коллекторами нефти и газа являются как терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы), так и карбонатные (известняки, мел, доломиты) породы. Все коллекторы по характеру пустот подразделяют на три типа: гранулярные или поровые (только обломочные горные породы), трещинные (любые горные породы) и каверновые (только карбонатные породы). Из определения пород-коллекторов следует, что они должны обладать емкостью, т.е. системой пустот - пор, трещин и каверн. Однако далеко не все породы, обладающие емкостью, являются проницаемыми для нефти и газа, т.е. коллекторами. Поэтому при изучении коллекторских свойств горных пород определяют не только их пустотность, но и проницаемость. Проницаемость горных пород зависит от поперечных (к направлению движения флюидов) размеров пустот в породе. Кроме этого горная порода должна обладать высоким коэффициентом нефтегазонасыщенности. ^
Вывод: Основными показателями коллекторских свойств горных пород является пористость, проницаемость и нефтегазонасыщенность.
Ловушка - это часть природного резервуара, где уменьшаются скорости движения флюидов - воды, нефти, газа - происходит их дифференциация, и возникают скопления нефти и газа. Ловушка - это препятствие на пути движения пластовых флюидов. В строении ловушки участвуют коллектор и ограничивающие его непроницаемые отложения. Возникают ловушки на перегибах пласта-коллектора, в участках ограничения его тектоническими, стратиграфическими и литологическими экранами, в выступах и линзах. По происхождению различают следующие ловушки:
Каждая ловушка имеет различный генезис:
23. Понятие «залежь» и местоскопление нефти и газа. Залежь нефти и газа представляет собой естественное локальное промышленное скопление нефти и газа в проницаемых коллекторах (ловушках) различного типа. Залежь образуется в той части резервуара, в которой устанавливается равновесие между силами, заставляющими перемещаться нефть и газ в природном резервуаре, и силами, препятствующими этому перемещению. Местоскопление – это совокупность залежей, приуроченных к одной или нескольким ловушкам в недрах одной и той же ограниченной по размерам площади. Местоскопления бывают локальные (залежи и местоскопления) и региональные (зоны нефтегазонакопления, нефтегазоносные области и провинции). Залежью нефти и газа называют скопление полезного ископаемого, возникшее под влиянием гравитационных сил в ловушке природного резервуара. Залежь образуется в той части резервуара, в которой устанавливается равновесие между силами, заставляющими перемещаться нефть и газ в природном резервуаре, и силами, препятствующими этому перемещению. Залежи делятся на:
25. Миграция нефти и газа. Виды миграции. Миграция – это перемещение в осадочной оболочке. Путями миграции служат поры, трещины, каверны, а также поверхности наслоений, поверхности разрывных нарушений. Миграция может происходить в одной и той же толще или пласта (внутрипластовая, внутрирезервуарная), а также она может быть из одного пласта в другой (межпластовая, межрезервуарная). Первая осуществляется по порам и трещинам, а вторая – по разрывным нарушениям и стратиграфическим несогласиям. И та, и другая могут иметь боковое напряжение (вдоль напластования пластов) - латеральная, вертикальная миграция (перпендикулярно напластованию пластов). В зависимости от физического состояния у/в различаются:
По отношению к нефтегазоматеринским толщам:
26. Факторы, вызывающие миграцию у/в.
Динамическое давление – это действие тектонических сил, выводящих породы из нормального залегания и сминающих их в складки. Под действием тектонических сил породы бывают разбиты разрывными нарушениями и по ним происходит перераспределение давления, также разрывы и трещины служат путями миграции нефти, газа и воды. При складкообразовании часть пород оказывается поднятой на значительную высоту и подвергается эрозии (разрушению). Эрозия, с одной стороны, влияет на изменение давления в земной коре, а с другой стороны может привести к разрушению слоев, содержащих нефть и газ.
27. Разрушение залежей у/в. Скопления нефти и газа, образованные в результате миграции и аккумуляции их в ловушках, в последующем могут быть частично или полностью разрушены под влиянием тектонических, биохимических, химических и физических процессов. Тектонические движения могут привести к исчезновению ловушки вследствие ее наклона или образования дизъюнктивного нарушения, тогда нефть и газ из нее будут мигрировать в другую ловушку или на поверхность. Если в течение продолжительного времени крупные территории испытывают восходящие движения, то нефтегазосодержащие породы могут быть, выведены на поверхность и УВ рассеятся. Биохимические реакции при наличии разлагающих УВ бактерий и химические процессы (окисление) также могут привести к уничтожению скоплений нефти и газа. К разрушению могут привести в ряде случаев и диффузионные процессы. Нефть и газ при миграции в свободной фазе перемещаются в пласте-коллекторе в направлении максимального угла восстания пласта. В первой же ловушке, встреченной мигрирующими газом и нефтью, будет происходить их аккумуляция и в результате образуется залежь. Если нефти и газа достаточно для заполнения целого ряда ловушек, лежащих на пути их миграции, то первая ловушка заполнится газом, вторая может быть заполнена нефтью и газом, третья - лишь нефтью, а все остальные, расположенные гипсометрически выше, могут оказаться пустыми (содержать воду). В этом случае происходит так называемое дифференциальное улавливание нефти и газа . Теория дифференциального улавливания нефти и газа при миграции их через цепочку сообщающихся друг с другом ловушек, расположенных одна выше другой, была разработана советскими учеными В.П. Савченко, С.П. Максимовым. Независимо от них принцип этот был сформулирован и канадским геологом В. Гассоу. Миграция нефти и газа в свободном состоянии может осуществляться не только внутри пласта-коллектора, но и через разрывные смещения, что также приводит к формированию залежей. Если в пласте-коллекторе происходит движение нефти с растворенным в ней газом, то на больших глубинах ловушки будут заполнены нефтью (и растворенным в ней газом). После заполнения этих ловушек нефть будет мигрировать вверх по восстанию пластов. На участке, где пластовое давление окажется ниже давления насыщения, газ будет выделяться из нефти в свободную фазу и поступать вместе с нефтью в ближайшую ловушку. В этой ловушке может образоваться нефтяная залежь с газовой шапкой, или, если газа будет много, она заполнится газом, а нефть будет вытеснена им в следующую гипсометрически выше расположенную ловушку, которая будет содержать газонефтяную или нефтяную залежь. Если нефти или газа не хватит для заполнения всех ловушек, то наиболее высоко расположенные из них будут заполнены только водой. Таким образом, дифференциальное улавливание нефти и газа имеет место при формировании их залежей только в тех случаях, когда движение и нефти, и газа осуществляется в свободной фазе. Перекрывающие нефтяные и газовые залежи, непроницаемые или плохопроницаемые породы, называются покрышками (флюидоупорами). Породы-покрышки различаются по характеру распространения и протяженности, по мощности, по литологическим особенностям, по наличию или отсутствию нарушений сплошности, однород-ности сложения, плотности, проницаемости, минеральному составу. По литологическому составу флюидоупоры делятся на:
^ 30. Стадии преобразования органического вещества в у/в. Современное представление о биогенной теории происхождения нефти и газа сводится к следующим стадиям преобразования органического вещества в у/в:
^ 31. Тимано-Печопская провинция. Характеристика основных месторождений. Расположена на С-В Европейской части России. Площадь провинции – 350 тыс км2. С Востока и С-В граничит с Уральскими и Пайхоем, с Запада – Тиманский кряж, с Севера – Баренцево море. Тектоническое отношение: Русская платформа (является северо-восточной окраиной), в печорской синеклизе, палеозойские и мезозойские осадочные отложения (7-8 км). Основное промышленное значение имеют среднедевонские песчаные коллекторы, которые с вышележащими верхнедевонскими породами образуют единый терригенный нефтегазоносный комплекс, продуктивный на всей территории. Каменноугольно-Нижнепермский нефтегазовый комплекс, сложенный карбонатными породами: коллекторами служат трещиноватые и кавернозные известняки, продуктивные на всей территории. Вуктыльское, Ярегское, Усинское. Войвожское, Шапкинское, Западно-Тэбукское, Нибельское, Турчаниновское, Возейское, Харьягинское месторождения. ^ Усинское месторождение нефти связана с крупной антиклинальной складкой. Девон: 33*12 км, амплитуда – 500 м. 2 нефтяные залежи:
Основным промышленным объектом является пласт среднего девона общей мощностью около30 м. Песчаники с линзами и прослоями алевролитов и аргиллитов. Тяжелая нефть – 0.95 г/см3. ^ Вуктыльское газоконденсатное месторождение. Крупная антиклинальная складка, в геологическом строении ордовик, селур, каменноугольный, пермский, девонский, триасовый. Амплитуда по нижнепермским отложениям – 1500 м. 2 газоконденсатные залежи:
Нефть и природный газ. Нефть, её элементный состав. Краткая характеристика физических свойств нефти. Углеводородный газ. Компонентный состав и краткая характеристика физических свойств газа. Понятие о конденсате Условия залегания нефти, природного газа и пластовой воды в земной коре. Породы-коллекторы. Литологические типы пород-коллекторов. Поровые пространства в горных породах, их виды, форма, размеры. Коллекторские свойства горных пород. Пористость, трещиноватость. Проницаемость. Карбонатность. Глинистость. Методы изучения коллекторских свойств. Нефтегазонасыщенность пород-коллекторов. Породы-покрышки. Понятие о природных резервуарах и ловушках. Понятие о залежах и месторождениях нефти и газа. Водонефтяные, газонефтяные контакты. Контуры нефтегазоносности. Классификация залежей и месторождений Происхождение нефти и газа. Миграция и аккумуляция углеводородов. Разрушение залежей. Пластовые воды нефтяных и газовых месторождений, их промысловая классификация. Общие сведения о давлении и температуре в нефтяных и газовых пластах. Аномально высокие и аномально низкие пластовые давления. Карты изобар, их назначение. Понятие о нефтегазоносных провинциях, областях и районах, зонах нефтегазонакопления. Основные нефтегазоносные провинции и области России. Крупнейшие и уникальные нефтяные и нефтегазовые месторождения России Методические указания При бурении нефтяных и газовых скважин и разработке нефтяных и газовых месторождений основополагаюшими являются знания по нефтяной геологии, а именно, необходимо знать состав и физические свойства нефти и газа, условия их залегания в земной коре. Всегда остается актуальным вопрос о происхождении нефти. Сегодня ученые пытаются выйти за рамки общепризнанной органической теории происхождения, чтобы совершать открытие новых месторождений. Однако для начала, изучите сущность органической и неорганической теорий происхождения нефти и газа и доказательства в пользу каждой из них. Порода-коллектор-это порода, способная содержать в себе нефть и газ и отдавать их при перепаде давления. Породами - коллекторами могут быть пески и песчаники, алевриты и алевролиты (терригенные), известняки и доломиты (карбонатные). Газ, нефть, воды в пределах ловушки распределяются под действием гравитационных сил в зависимости от их плотности. Газ, как наиболее легкий флюид, располагается в верхней части ловушки, под ним залегает нефть, под нефтью - вода. ВНК- водонефтяной контакт, ГНК- газонефтяной контакт, ГВК- газоводяной контакт. Зарисуйте газонефтяную залежь и подпишите ГНК и ВНК. Рассмотрите и зарисуйте различные типы ловушек и залежей. Изучите принципы районирования нефтегазоносных территорий. Основным является тектонический принцип. Большая часть нефтегазоносных провинций России находится в пределах платформенных территорий. С ними связаны провинции преимущественного палеозойского и мезозойского нефтегазонакопления. На территории России и сопредельных государств расположены две древние платформы - Русская и Сибирская. На Русской платформе выделяют Волго-Уральскую, Тимано-Печорскую, Прикаспийскую, Прибалтийскую нефтегазоносные провинции. На Сибирской платформе выделяют Лено-Тунгусскую, Лено-Вилюйскую, Енисейско-Анабарскую нефтегазоносные провинции. Выше перечислены провинции древних платформ, а к молодым платформам приурочены Западно-Сибирская и Северо-Кавказская нефтегазоносные провинции. Провинции складчатых территорий приурочены к межгорным впадинам, прогибам в основном альпийской складчатости (Дальневосточная). Провинции переходных территорий соответствуют предгорным прогибам - Предкавказская Предуральская, Предвехоянская нефтегазоносные провинции. В пределах провинций выделяют нефтегазоносные области, внутри областей – нефтегазоносные районы, внутри районов – зоны нефтегазонакопления, которые состоят из месторождений. Литература1, стр.126-203 Вопросы для самоконтроля 1. Что такое нефть, какие химические элементы входят в ее состав? 2. Классификация нефти по товарным качествам. 3. Что такое плотность, вязкость нефти и чему она равна? Единицы измерения. От каких факторов зависит плотность нефти? Где плотность нефти больше: в пластовых или поверхностных условиях? Поясните почему? 4. Какие оптические свойства, тепловые и электрические нефти вы знаете? 5. Чему равны объемный и пересчетный коэффициенты, усадка нефти? Почему необходимо их применение в практике. Что такое давление насыщения, газовый фактор и газосодержание? 6. Какой химический состав имеют природные углеводородные газы? Расскажите о плотности и вязкости природных углеводородных газов. 7. Что понимают под «сухим» и «жирным» углеводородным газом? 8. Расскажите о сжимаемости и растворимости природных углеводных газов. 9. Что представляет собой конденсат? Какой его состав и плотность? Что представляют собой газогидраты? 10. Какой химический состав и свойства имеют пластовые воды нефтяных и газовых месторождений? 11. Что такое минерализация и как она изменяется с глубиной? 12. От чего зависит плотность и вязкость пластовых вод? От чего зависит сжимаемость пластовых вод? Каковы электрические свойства пластовых вод и от чего они зависят? 13. Назовите типы вод классификации Сулина, какие из них сопутствуют нефти? 14. Какие горные породы называются коллекторами? Назовите литологические типы пород-коллекторов. 15. Какие виды пустотного пространства бывают? Охарактеризуйте их. 16. Что понимается под пористостью пород-коллекторов? Приведите коэффициенты общей и открытой пористости. 17. Что такое проницаемость? Назовите размерность проницаемости. Закон Дарси. 18. Что понимается под нефтенасыщенностью (газонасыщенностью)? 19. Что называется породами-покрышками? Какие породы ими могут быть? 20. Природные резервуары и ловушки нефти и газа. Залежи нефти и газа. Приведите понятия. 21. Что называется природными резервуарами? Нарисуйте их типы. 22. Что называется ловушкой нефти и газа? Приведите рисунки ловушек различного типа. 23. Что такое залежь нефти и газа, месторождение нефти и газа? Нарисуйте газонефтяную залежь, нефтяную залежь, газовую залежь? 24. Как в ловушке распределяются газ, нефть, вода? От какого фактора зависит Нефть и природный газ План изучения темы
Нефть и природный газ - ценные полезные ископаемые. И.М.Губкин отмечал, что разгадка происхождения нефти имеет не только научно-технический интерес, но и первостепенное практическое значение, т.к. она позволяет получить надежные указания, в каких местах искать нефть, и как наиболее целесообразно организовать ее разведку. Происхождение нефти - одна из наиболее сложных и до сих пор до конца не решенных проблем естествознания. В основу существующих гипотез положены представления об органическом и неорганическом происхождении нефти и газа. Нефть представляет собой смесь углеводородов, содержащую кислородные, сернистые и азотные соединения. В зависимости от преобладания ряда углеводородов нефти могут быть: метановые, нафтеновые, ароматические. Товарные качества нефти зависят от содержания парафина. Различают нефти: малопарафинистые не более 1 %, слабо парафинистые - от 1% до2; высокопарафинистые свыше 2%. Основные физические свойства нефти характеризует плотность, объемный коэффициент, вязкость, сжимаемость, поверхностное натяжение и давления насыщения. Углеводородный газ находится в недрах Земли в виде самостоятельных скоплений, образуя чисто газовые залежи или газовые шапки, а также в растворенной воде. Горючий газ представляет собой смесь предельных углеводородов метана, этана, пропана и бутана, нередко в составе газа присутствуют более тяжелые углеводороды пентан, гексан, гептан. Углеводородные газы обычно могут содержать углекислый газ, азот, сероводород и небольшие количества редких газов (гелия аргона, неона). Природные углеводородные газы имеют следующие физические свойства, плотность, вязкость, коэффициент сжимаемости газа, растворимость газа в жидкости. Что такое нефть, природный газ? Какими основными свойствами обладают нефти, газы? Какие существуют теории происхождения нефти? Какие нефти называются парафинистыми? Какими свойствами обладают нефти? Основные: Дополнительные: стр.93-99 Условия залегания нефти, природного газа и пластовой воды в земной коре План изучения темы
Краткое изложение теоретических вопросов. Природный резервуар - естественное вместилище для нефти, газа и воды, внутри которого они могут циркулировать и форма, которого обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его (коллектор) плохо проницаемыми породами. Выделяют три основных типа природных резервуаров: пластовые, массивные, литологически ограниченные со всех сторон. Горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их в промышленных количествах при разработке, называются коллекторами. Коллекторы характеризуются емкостными и фильтрационными свойствами. Покрышками называют плохо проницаемые горные породы, перекрывающие и экранирующие скопление нефти и газа. Наличие покрышек - важнейшее условие сохранности скоплений нефти и газа. Ловушка - часть природного резервуара, в котором благодаря структурному порогу, стратиграфическому экранированию, литологическому ограничению возможно образование скоплений нефти и газа. Любая ловушка представляет собой объемную трехмерную форму, в которой в силу емкостных, фильтрационных и экранирующих свойств накапливаются и сохраняются углеводороды. Миграцией нефти и газа называются различные перемещения этих флюидов в толще горных пород. Различают миграцию первичную и вторичную. Под залежью нефти и газа понимаются локальные промышленные скопления этих полезных ископаемых в проницаемых коллекторах - ловушек различного типа. Пространственно ограниченный участок недр, содержащий залежь или несколько залежей нефти и газа, расположенных на одной площади, называется месторождением. Вопросы для самоконтроля по теме: Какие существуют виды природных резервуаров? Основные свойства пород - коллекторов? Что такое ловушка? Виды ловушек нефти и газа? Виды миграции нефти и газа? Виды месторождений нефти и газа? Нефтегазоносные провинции План изучения темы
Краткое изложение теоретических вопросов. На востоке европейской части РФ располагаются обширные по территории Волго - Уральская, Прикаспийская нефтегазоносные провинции. Волго - Уральская нефтегазоносная провинция прочно вошла в историю нефтегазодобывающей промышленности страны под названием Второго Баку. Западно - Сибирская нефтегазоносная провинция соответствует эпипалеозойской платформе, занимает значительную часть территории громадной Западно - Сибирской низменности. Прикаспийская нефтегазоносная провинция, расположена на юго - востоке европейской части РФ Необходимо рассмотреть их основные черты геологического строения, нефтегазоность, месторождения нефти и газа. Вопросы для самоконтроля по теме:
Основные и дополнительные источники по теме Основные: стр.92 -110; 119 - 132; 215 - 225 Дополнительные: стр.105- 122 Режимы залежей нефти и газа План изучения темы
Краткое изложение теоретических вопросов. Пластовая энергия в залежах нефти и газа может быть следующая: напор краевых вод; упругие силы нефти, газа и воды; расширение газа растворенного в нефти; давление сжатого газа; сила тяжести. Проявление пластовой энергии обуславливается характером подземного резервуара, типом залежи и формой залежи; коллекторскими свойствами пласта внутри залежи и вне ее, составом и соотношением флюидов в залежи, удаленностью от области питания пластовых вод и условиями разработки. Режимом залежи называется характер проявления пластовой энергии, двигающей нефть и газ по пласту к забоям скважин и зависящий от природных условий и мероприятий по воздействию на пласт. В зависимости от источника пластовой энергии, обеспечивающей передвижение нефти из пласта в скважину, существуют следующие режимы нефтяных залежей: водонапорный, упруговодонапорный режимы; режим растворенного газа; газонапорный и гравитационный режимы. При одновременном проявлении энергии нескольких видов, принято говорить о смешанном или комбинированном режиме В разработке газовых месторождений используют также водонапорный, газовой, смешанный режимы. Водонапорный режим встречается крайне редко. Технология вскрытия продуктивных горизонтов обуславливает повышение производительности скважин улучшает приток нефти и газа из слабопроницаемых пропластков, что в конечном счете способствует увеличению нефтеотдачи пластов. Методы вскрытия пластов в зависимости от пластового давления и степени насыщенности пласта нефтью, степени дренирования, положения газо - водонефтяного контакта и глубины залегания пласта и других факторов. Конструкцию забоев скважин выбирают с учетом литологических и физических свойств и местоположения скважин на залежи, поэтому забои скважин могут быть открытыми или с обсаженными стволами. Вопросы для самоконтроля ОСНОВЫ НЕФТЯНОГО ДЕЛА ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ НЕФТИ И ГАЗА ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Понятие о нефтяном месторождении. Коллекторские свойства пород. Понятие о пористости и проницаемости. Пластовое давление. Физические свойства нефтей в пластовых и поверхностных условиях. Действующие силы в пласте, напор пластовых вод, давление сжатого газа и др. Понятие о разработке месторождений нефти. Схема размещения скважин, методы воздействия на пласт - внутриконтурное и законтурное заводнение. Понятие о контроле за разработкой месторождения. Понятие о методах повышения нефтеотдачи пластов. Тепловые методы. Нефтяные месторождения Горные породы, составляющие земную толщу, подразделены на два основных вида - изверженные и осадочные. · Изверженные породы- образуются при застывании жидкой магмы в толще земной коры (гранит) или вулканических лав на поверхности земли (базальт). · Осадочные породы - образуются путем осаждения (главным образом в водной среде) и последующего уплотнения минеральных и органических веществ различного происхождения. Эти породы обычно залегают пластами. Определенный период времени в течение, которого шло формирование комплексов горных пород в определенных геологических условиях называется геологической эрой (эратемой). Соотношение этих пластов в разрезе земной коры относительно друг друга изучается СТРАТИГРАФИЕЙ и сведены в стратиграфическую таблицу. Стратиграфическая таблица Более древние отложения относят к криптозойской эонотеме, которая разделена на АРХЕЙ и ПРОТЕРОЗОЙ.В верхнем протерозое выделен РИФЕЙ с тремя подразделениями и ВЕНД. Таксонометрическая шкала докембрийских отложений не разработана. Все горные породы имеют поры, свободные пространства между зернами, т.е. обладают пористостью . Промышленные скопления нефти (газа) содержатся главным образом в осадочных породах - песках, песчаниках, известняках, являющихся хорошими коллекторами для жидкостей и газов. Эти породы обладают проницаемостью , т.е. способностью пропускать жидкости и газы через систему многочисленных каналов, связывающих пустоты в породе. Нефть и газ встречаются в природе в виде скоплений, залегающих на глубинах от нескольких десятков метров до нескольких километров от земной поверхности. Пласты пористой породы, поры и трещины которой заполнены нефтью, называются нефтяными пластами (газовыми) или горизонтами . Пласты, в которых имеются скопления нефти (газа) называются залежами нефти (газа). Совокупность залежей нефти и газа , сконцентрированных в недрах на одной и той же территории и подчиненных в процессе образования одной тектонической структуре называется нефтяным (газовым) месторождением . Обычно залежь нефти (газа) бывает приурочена к определенной тектонической структуре, под которой понимают форму залегания пород. Пласты осадочных горных пород, первоначально залегавшие горизонтально, в результате воздействия давлений, температур, глубинных разрывов поднимались или опускались в целом либо относительно друг друга, а так же изгибались в складки различной формы. Складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиклиналями , а складки направленные выпуклостью вниз - синклиналями . Антиклиналь Синклиналь Самая высокая точка антиклинали называется ее вершиной , а центральная часть сводом . Наклонные боковые части складок (антиклиналей и синклиналей) образуют крылья . Антиклиналь, крылья которой имеют углы наклона, одинаковые со всех сторон, называется куполом . Большинство нефтяных и газовых залежей мира приурочены к антиклинальным складкам. Обычно одна складчатая система слоев (пластов) представляет собой чередование выпуклостей (антиклиналей) и вогнутостей (синклиналей), причем в таких системах породы синклиналей заполнены водой, т.к. они занимают нижнюю часть структуры, нефть (газ) же, если они встречаются, заполняют поры пород антиклиналей. Основными элементами, характеризующими залегание пластов, является · направление падения; · простирание; · угол наклона Падение пластов - это наклон слоев земной коры к горизонту, Наибольший угол, образуемый поверхностью пласта с горизонтальной плоскостью, называется углом падения пласта . Линия, лежащая в плоскости пласта и перпендикулярная к направлению его падения, называется простиранием пласта Структурами, благоприятными для скопления нефти, помимо антиклиналей, являются также моноклинали. Моноклиналь - это этаж залегания пластов горных пород с одинаковым наклоном в одну сторону. При образовании складок обычно пласты только сминаются, но не разрываются. Однако в процессе горообразования под действием вертикальных сил пласты нередко претерпевают разрыв, образуется трещина, вдоль которой пласты смещаются относительно друг друга. При этом образуются разные структуры: сбросы, взбросы, надвиги, грабелы, гореты. · Сброс - смещение блоков горных пород относительно друг друга по вертикальной или круто наклонной поверхности тектонического разрыва.Расстояние по вертикали, на которое сместились пласты, называются амплитудой сброса. · Если по той же плоскости происходит не падение, а подъем пластов, то такое нарушение называют взбросом (обратным сбросом). · Надвиг - разрывное нарушение, при котором одни массы горных пород надвинуты на другие. · Грабел - опущенный по разломам участок земной коры.
Горет - приподнятый по разломам участок земной коры. Геологические нарушения оказывают большое влияние на распределение нефти (газа) в недрах Земли - в одних случаях они способствуют ее скоплению, в других наоборот, могут быть путями обводнения нефтегазонасыщенных пластов или выхода на поверхность нефти и газа. Для образования нефтяной залежи необходимы следующие условия § Наличие пласта- коллектора § Наличие над ним и под ним непроницаемых пластов (подошва и кровля пласта) для ограничения движения жидкости. Совокупность этих условий называется нефтяной ловушкой . Различают § Сводовую ловушку § Литологически экранированные § § Стратиграфически экранированные Нефтяные газы и их свойства Газы, добываемые из нефтегазовых залежей вместе с нефтью, называют нефтяными газами . Они представляют собой смесь углеводородов - метана, пропана, бутана, пектана и др. Самый легкий из всех углеводородов - метан. В газах добываемых из нефтяных и газовых месторождений метана содержится от 40 до 95%. Одной из основных характеристик углеводородных газов является относительная плотность , под которой понимают отклонение массы объема данного газа к массе такого же объема воздуха при нормальных условиях. Относительная плотность нефтяных газов колеблется от 0.554 для метана до 2.49 для пентана и выше. Чем больше в нефтяном газе легких углеводородов - метана СН 4 и этана С 2 Н 6 (относительная плотность - 1.038), тем легче этот газ. При нормальных условиях метан и этан находятся в газообразном состоянии. Следующие за ним по относительной плотности пропан С 3 Н 8 (1.522) и бутан С 4 Н 0 (2.006) также относятся к газам, но легко переходят в жидкость даже при небольших давлениях. Природный газ - смесь газов. Компонентами природного газа являются углеводороды парафинового ряда: метан, этан, пропан, изобутан, а также неуглеводородные газы: сероводород, углекислый газ, азот. При эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений в скважинах, газосборных сетях, магистральном газопроводе при определенных термодинамических условиях образуется кристаллогидраты. По внешнему виду они похожи на сажеобразную массу или лед. Гидраты образуются при наличии капельной влаги и определенных давлениях и температурах. В зависимости от преобладания в нефтяных газах легких (метан, этан) или тяжелых (пропан и выше) углеводородов газы разделяются на · Сухие - природный газ, который не содержит тяжелых углеводородов или содержит их в незначительных количествах. · Жирные - газ, содержащий тяжелые углеводороды в таких количествах, когда из него целесообразно получать сжиженные газы или газовые бензины. На практике принято считать жирным газом такой, в 1 м 3 которого содержится более 60г газового бензина. При меньшем содержании газового бензина газ называют сухим. С тяжелыми нефтями добывают преимущественно сухой газ, состоящий главным образом из метана. В нефтяных газах, кроме углеводородов, содержатся в незначительных количествах углекислый газ, сероводород и др. Важной характеристикой природного газа является растворимость его в нефти. Коэффициент растворимости газа (газовый фактор) показывает, сколько газа растворяется в единице объема жидкости при повышении давления на единицу. Коэффициент растворимости в зависимости от условий растворения изменяется от 0.4х10 -5 до 1х10 -5 Па -1 . Со снижением давления до определенного значения (давление насыщения ) начинает выделяться растворенный в нефти газ. По мере поступления от забоя скважины нефти с газом, газ имеет свойство расширяться, в результате- объем газа больше объема поступления нефти. Газовый фактор не на всех месторождениях, пластах одинаков. Он обычно колеблется от 30 м 3 /м 3 до 100 м 3 /м 3 и выше. Давление, при котором из нефти начинают выделяться первые пузырьки растворенного газа, называют давлением насыщения пластовой нефти . Это давление зависит от состава нефти и газа, соотношения их объемов и от температуры. Наибольшая температура, при которой газ не переходит в жидкое состояние, как бы, велико не было давление, называется критической температурой. Давление соответствующее критической температуре называется критическим давлением . Таким образом, критическое давление - это предельное давление, при котором и менее которого газ не переходит в жидкое состояние, как бы ни была низка температура. Так, например, критическое давление для метана » 4.7 МПа, а критическая температура - 82.5 0 С (минус). Пластовые воды Пластовые воды имеются в большинстве нефтегазовых месторождениях и являются обычным спутником нефти. Помимо пластов, в которых вода залегает вместе с нефтью, встречаются и чисто водоносные пласты. Пластовая вода в нефтяных и газовых залежах может находиться не только в чисто водяной зоне, но и в нефтяной и газовой, насыщая вместе с нефтью и газом продуктивные породы залежей. Эту воду называют связанной или погребенной . До проникновения в осадочные отложения нефти поровое пространство между зернами породы было заполнено водой. В процессе тектонических вертикальных перемещений горных пород (коллекторов нефти и газа) и после них углеводороды мигрировали в повышенные части пластов, где происходило распределение жидкостей и газов в зависимости от их плотности. Содержание связанной воды в породах нефтяных залежей колеблется от долей процента до 70% объема пор и в большинстве коллекторов составляет 20-30% этого объема.. Пластовые воды обычно сильно минерализованы . Степень их минерализации колеблется от нескольких сот граммов на 1 м 3 в пресной воде и до 80 кг/м 3 в концентрированных рассолах. Минеральные вещества, содержащиеся в пластовых водах, представлены солями натрия, кальция, магния, калия и других металлов. Основные соли пластовых вод - хлориды, а также карбонаты щелочных металлов. Из газообразных веществ пластовые воды содержат углеводородные газы и иногда сероводород. Плотность пластовой воды в зависимости от количества растворенных в ней солей колеблется в пределах 1,01-1,02 г/см 3 и более. По значению плотности наряду с другими данными судят о происхождении воды. Вязкость пластовой воды в большинстве нефтяных месторождений меньше вязкости нефти. С повышением температуры вязкость воды уменьшается. Пластовые воды обладают электропроводностью , которая зависит от степени минерализации. · Песок - мелкообломочная рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок), подразделяется на крупнозернистый, мелкозернистый, среднезернистый и тонкозернистый. По форме зерен различают пески округленные и угловатые. · Песчаник - обломочная осадочная горная порода из сцементированного песка. Состоит главным образом из зерен кварца. · Глины - тонкозернистые горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов - силикатов со слоистой кристаллической структурой. В нефтяных и газовых месторождениях глины играют роль непроницаемых перекрытий между которыми залегают пласты пород, заполненных нефтью, газом и водой. ПЛАСТ Жидкости и газы находятся в пласте под давлением, которое называется пластовым . Пластовое давление - показатель, характеризующий природную энергию. Чем больше пластовое давление, тем большей энергией обладает пласт. Начальное пластовое давление - давление в пласте до начала его разработки, как правило, находится в прямой связи с глубиной залегания нефтяного (газового) пласта и может быть определено приближенно по формуле: где: Р пл.н - начальное пластовое давление Н - глубина залегания пласта, м r - плотность воды, кг/м 3 g - ускорение свободного падения (9.81 м/сек 2) 10 4 - переводный коэффициент, Па. Обычно пластовое давление бывает больше или меньше вычисленного по формуле. Такое его значение определяют при непосредственных замерах глубинным манометром, которым обычно определяют забойное давление - давление на забое работающей или простаивающей скважины. При эксплуатации скважины важнейшее значение имеет перепад давления на забое , которое является определяющим при работе скважины. Оно представляет собой разницу между пластовым давлением и забойным давлением и называется депрессией . Перепад давления = Р пл. – Р заб. Движение нефти начинается с какого – то расстояния, так называемого радиусом дренирования залежи, по мере движения к стволу скважины пластовой жидкости поток ее увеличивается, вследствие чего растет гидродинамическое давление. Наибольшего значения оно достигает в призабойной зоне пласта (ПЗП), равной 0.8 – 1.5 метра. Решающую роль играет забойное давление, чем ниже забойное давление, тем скважина может работать более продуктивно. Наибольший перепад давления в призабойной зоне пласта приводит к различным явлениям, например выпадение в осадок в этой зоне солей, твердых частиц, смол, асфальтенов, может возникнуть турбулентное движение жидкости. Все эти явления уменьшают течение жидкости из пласта и называются скин – эффектом. · при псевдо-стабильном состоянии скважины Где μ н - вязкость пластового флюида R скв. – радиус скважины k – проницаемость β н – пластовый объемный фактор r зал – радиус зоны пласта откуда осуществляется добыча h –мощность пласта Уменьшение притока жидкости · на забое · из-за низкой природной проницаемости пласта. На забое · закупорка песком · загрязнение перфорации · загрязнение парафином · асфальтены · подобные проблемы Призабойная Зона Пласта может быть засорена · буровым раствором · цементом · жидкостью заканчивания · при добыче, или · илом, глиной. СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН В предыдущей главе мы рассмотрели формы залегания нефти, выбрали способ разработки месторождения. Теперь наша задача- достигнуть залежи и поднять нефть на поверхность. Это достигается бурением скважин. Бурение скважин - это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины и малого диаметра. Верхняя часть скважины называется устье скважины, на устье скважины устанавливается при бурении: · колонные головки, служащие для обвязывания обсадных колонн,контроля давления в межколонном пространстве и проведения ряда технологических операций. · Противовыбросовое оборудование (ПВО) · Желобная воронка · Специальное оборудование при проведении специальных работ (при цементировании, перфорации и т.д.) При эксплуатации устанавливается: · фонтанная арматура (фонтанная елка)- для связывания одного или двух скважинных трубопроводов (лифтов), контроля и управления потоком скважинной среды; Подземная часть скважины называется ствол скважины , самая нижняя часть ствола называется забой . Поверхность цилиндрической выработки называется стенками скважины , места с размерами более номинального диаметра породоразрушающего инструмента за счет осыпания или вымыва пород называются кавернами , вызванные выработкой инструментом во время спуско- подъемных операций называется желобами. Весь цикл строительства скважин до сдачи их в эксплуатацию состоит из следующих основных последовательных звеньев: 1. Строительства наземных сооружений ; 2. Собственно углубления ствола скважин , осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих процесса- собственно углубления и промывки скважины; 3. Разобщения пластов , состоящее из двух видов работ- крепления ствола скважины спускаемыми трубами, соединенными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства; 4. Освоения скважин . Классификация скважин по назначению · Структурно- поисковые скважины · Разведочные скважины · Добывающие скважины · Нагнетательные скважины · Опережающие добывающие скважины · Оценочные скважины · Контрольные и наблюдательные скважины · Опорные скважины Способы и виды бурения. Процесс бурения включает в себя ряд операций: · Спуск бурильных труб с разрушающим инструментом в скважину · Разрушение породы забоя · Вынос разрушенной породы из скважины · Подъем бурильных труб из скважины для смены сработавшегося разрушающего инструмента; · Укрепление (крепление) стенок скважины при определении определенной глубины обсадными трубами с последующим цементированием пространства между стенкой скважины и спущенными трубами (разобщение пластов) Основные способы бурения · Роторное бурение · Бурение забойными двигателями · Турбинное бурение · Бурение винтовыми двигателями · Бурение электробуром Виды бурения · Вертикальное бурение · Наклонно- направленное бурение · Кустовое бурение скважины · Многозабойное бурение · Бурение скважин на акваториях Буровые установки для эксплуатационного Разобщение пластов Для разобщения пластов, предотвращения обвалов стенок скважины, предотвращения поглощений и проявлений в скважину спускаются обсадные трубы. Пространство между трубами и стенками скважин закачивается цементный раствор. Расположение обсадных колонн с указанием их диаметра, глубины спуска, высоты подъема цементного раствора, диаметра долот, которыми ведется бурение под каждую колонну называется конструкцией скважины . Каждая колонна, входящая в колонну скважины имеет свое назначение. · Направление- самая большая обсадная колонна, предназначена для предохранения устья скважины от размыва, предохранения стенок скважины от осыпания, направления промывочной жидкости в желобную систему. В зависимости от прочности пород глубина спуска составляет от 5м до 40м.
Кондуктор- изолирует водоносные пласты, перекрывает неустойчивые породы, обеспечивает возможность установки противовыбросового оборудования. Глубина спуска от 200 до 800 метров. · Техническая колонна- служит для перекрытия платов при трудных геологических условиях бурения (несовместимые по пластовым давлениям пропластки, зоны высокого поглощения, отложения, склонные к набуханию, осыпанию и т.п.).Эксплуатационная колонна- необходима для эксплуатации скважины. Она спускается до глубины залегания продуктивного пласта. Ввиду важности ее назначения уделяется большое внимание ее прочности и герметичности. Обсадные трубы спускаются в скважину последовательно одна за одной на резьбовых соединениях. Низ обсадной колонны оборудован направляющей пробкой (башмаком), через длину одной трубы устанавливается обраный клапан и стоп-кольцо для остановки на нем продавочной пробки в конце продавки. Современные конструкции предусматривают единый механизм, сочетающий в себе обе конструкции и ОК и стоп -кольца. На колонну устанавливаются центраторы для концентрического расположения колонны в стволе скважины, скребки для механической очистки стенок скважины и закрепления цемента, турбулизаторы для изменения скорости потока жидкости в целях качественного заполнения каверн. На верхнюю часть обсадной колонны устанавливается цементировочная головка , через которую закачиваются буферные жидкости для отмыва стенок скважины; цементный раствор для заполнения пространства между стенками скважины и обсадными трубами; продавочная жидкость - для продавки цементного раствора из внутритрубного пространства обсадной колонны; а также для пуска разделительных пробок . После спуска обсадной колонны на проектную глубину производится промывка ствола скважины и цементирование. Процесс цементирования производится следующим образом: · Закачивается буферная жидкость; · Закачивается цементный раствор пониженной плотности во избежание гидроразрыва неустойчивых пластов; · Закачивается цементный раствор для качественной изоляции зоны продуктивного пласта; · Закрываются на цементировочной головке линии подачи цемента, открывается стопор на разделительной пробке, открываются лини подачи продавочной жидкости; · Закачивается продавочная жидкость в объеме равному внутреннему объему обсадных труб; · В момент посадки разделительной пробки на стоп-кольцо происходит увеличение давления закачки, это значение называется сигнал СТОП . · Скважина закрывается и устанавливается на время ожидания затвердения цементного раствора ОЗЦ. (не менее 24 часов). Заключительные работы В комплекс работ по заканчиванию скважин входит: · Оборудование устья скважины · Определение обсадной колонны на герметичность (опрессовка) · Геофизические исследования · Вторичное вскрытие пласта (перфорация), применяют четыре типа перфораторов · Пулевые · Кумулятивные · Торпедные · Гидропескоструйные · Освоение скважины и сдача ее в эксплуатацию Под освоением скважины понимают проведение ряда мероприятий для вызова притока нефти с доведением ее отбора до максимальных значений и подъема ее на поверхность. Это достигается: · Заменой глинистого раствора на воду или нефть · Свабированием (поршневанием) · Глубинным насосом · Нагнетанием в скважину сжатого инертного газа. Оборудование устья скважины Фонтанная арматура служит для · герметизации устья скважины, · направления движения газожидкостной смеси в выкидную линию, · регулирования и контроля режима работы скважины созданием противодавления на забое. Фонтанную арматуру собирают из различных фланцевых тройников, крестовиков и запорных устройств (задвижек или кранов), которые соединяют между собой с помощью шпилек. Герметизируют соединения металлическим кольцом с овальным поперечным сечением, которое вставляют в канавки на фланцах и затем стягивают шпильками. Фонтанная арматура состоит из
Трубную головку устанавливают на колонную головку . Она предназначена для подвески фонтанных труб и герметизации кольцевого пространства между фонтанными трубами и эксплуатационной колонной, а также для проведения различных технологических процессов, связанных с освоением и промывкой скважины, удалением отложений парафина из фонтанных труб, песка с забоя и т.д. Трубная головка состоит из · крестовины, · тройника и · переводной катушки. Тройник устанавливают при оборудовании скважин двухрядным лифтом. При этом первый ряд труб крепится к переводной катушке с помощью переводной втулки, а второй ряд труб - с помощью переводной втулки. При оборудовании скважин только одним рядом фонтанных труб тройник на арматуре не устанавливают. На крестовике и тройнике трубной головки ставят запорные задвижки , которые служат для соединения технологического оборудования межтрубным или кольцевым пространством, а также для их герметизации. Фонтанная елка устанавливается на трубную обвязку. Она предназначена для направления продукции скважин в выкидные линии, регулирования отбора жидкости и газа, проведения различных исследовательских и ремонтных работ, а также при необходимости для закрытия скважины. Фонтанная елка состоит из · тройников, · центральной задвижки, · буферной задвижки, · задвижек на выкидных линиях для перевода работы скважины на одну из них. Буферная задвижка служит для перекрытия и установки лубрикатора, который применяется для спуска в скважину скребков, различных скважинных измерительных приборов под давлением, не останавливая работу фонтанной скважины. При эксплуатации скважины на буферную задвижку устанавливают буферную заглушку с манометром. Все задвижки фонтанной елки, кроме задвижек на одной из выкидных линий, при работе скважины должны быть открыты. Центральную задвижку закрывают лишь в аварийных случаях, направляя жидкость через межтрубное пространство в выкидные линии трубной головки. Фонтанную арматуру различают между собой по прочностным и конструктивным признакам: по рабочему или пробному давлению, размерам проходного сечения ствола, конструкции фонтанной елки и числу спускаемых в скважину рядов фонтанных труб, виду запорных устройств. Подземный ремонт скважин. Комплекс работ, связанных с устранением неполадок с подземным оборудованием и стволом скважины и воздействием на призабойные зоны пластов, называется подземным ремонтом . Продолжительность простоев действующего фонда скважин с связи с ремонтными работами учитывается коэффициентом эксплуатации, который представляет собой отношение времени фактической работы скважины к их общему календарному времени за месяц или год. · текущий · капитальный К текущему ремонту скважин (ТРС) относятся: · смена насоса, · ликвидация обрыва или отвинчивания насосных штанг и труб, · смена насосно-компрессорных труб или штанг, · изменение глубины погружения подъемных труб, · очистка и смена песочного якоря, · очистка скважин от песчаных пробок, · удаление со стенок труб парафина, солей и др. Эти работы выполняются специализированными бригадами по текущему ремонту скважин, организуемыми на каждом предприятии по добыче нефти и газа. Бригады по текущему ремонту работают по вахтно, в состав их входят три человека: · старший оператор · и оператор работают у устья скважины, · машинист - на лебедке подъемного механизма. Более сложные работы, связанные · с ликвидацией аварий с подземным оборудованием, · исправлением поврежденных эксплуатационных колонн, · изоляцией притоков вод в скважину, · переходом на другой эксплуатационный горизонт, · обработкой призабойных зон пластов и др., Подземный ремонт скважин выполняется с помощью комплекса оборудования, состоящего из подъемных и транспортных средств, инструмента для выполнения ручных операций, средств механизации, оборудования по чистке скважины и др. ОСНОВЫ НЕФТЯНОГО ДЕЛА ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ НЕФТИ И ГАЗА |
Читайте: |
---|
Популярное:
Новое
- К чему снится клещ впившийся в ногу
- Гадание на воске: значение фигур и толкование
- Тату мотыль. Татуировка мотылек. Общее значение татуировки
- Что подарить ребёнку на Новый год
- Как празднуют день святого Патрика: традиции и атрибуты День святого патрика что
- Как научиться мыслить лучше Я не умею быстро соображать
- Эти признаки помогут распознать маньяка Существует три способа достижения абсолютной власти
- Как спастись от жары в городской квартире
- Слова благодарности для учителей: что написать в открытке любимому педагогу?
- Слова благодарности для учителей: что написать в открытке любимому педагогу?